압축 공기 CFM 계산기: 배관 유량 및 압력 강하
튜브의 규격, 길이, 공급 압력 및 공기 소비량을 입력하세요. 이 계산기는 공기 속도, 압력 강하 및 라인 끝단의 잔여 압력을 산출하며, 사용자가 설정한 압력 강하 범위 내에서 튜브가 전달할 수 있는 최대 유량을 역산하여 계산합니다. 유량은 압축기 및 공압 공구의 정격 사양과 동일한 방식인 자유 공기(대기압에서의 부피)로 입력됩니다.
0.5 bar의 압력 강하 시 최대 자유 공기 유량
공급 압력 7 bar(게이지). 위의 공구와 동일한 방법으로 계산되었습니다.
| 튜브 규격 | 내경 ID (mm) | 3 m에서 L/min | 10 m에서 L/min | 10m 높이에서의 cfm |
|---|---|---|---|---|
| 4 × 2.5 mm | 2.5 | 30 | 16 | 0.6 |
| 6 × 4 mm | 4 | 106 | 55 | 2.0 |
| 8 × 5 mm | 5 | 194 | 101 | 3.6 |
| 8 × 5.5 mm | 5.5 | 251 | 131 | 4.6 |
| 8 × 6 mm | 6 | 318 | 166 | 5.9 |
| 10 × 6.5 mm | 6.5 | 395 | 206 | 7.3 |
| 10 × 8 mm | 8 | 692 | 361 | 12.8 |
| 12 × 8 mm | 8 | 692 | 361 | 12.8 |
| 14 × 10 mm | 10 | 1,265 | 660 | 23.3 |
| 16 × 12 mm | 12 | 2,071 | 1,080 | 38.2 |
| 1/8인치 | 1.58 | 9 | 5 | 0.2 |
| 1/4인치 | 4.35 | 133 | 70 | 2.5 |
| 3/8인치 | 6.35 | 371 | 193 | 6.8 |
| 1/2인치 | 9.6 | 1,133 | 591 | 20.9 |
계산기의 작동 원리
동일한 행에 두 가지 검사가 적용됩니다.
풍속
자유 공기 유량은 대기압과 절대 라인 압력의 비율을 이용하여 보일의 법칙에 따라 라인 압력 하의 부피로 변환한 뒤, 이를 튜브의 내부 단면적에 나눈 값입니다. 이것이 바로 오크 리지 국립연구소 MEASUR 풍속 계산기. 대기압은 절대압력 1.01325 바로 간주한다.
압력 강하
압력 강하 계산에는 Engineering ToolBox에서 발표한 경험적 압축 공기 공식이 사용됩니다:
dp = 7.57 · q1.85 · L · 104 / (d5 · p)
여기서 dp는 압력 강하(kg/cm²), q는 대기 조건에서의 공기 유량(m³/min), L은 배관 길이(m), d는 내경(mm), p는 초기 게이지 압력(kg/cm²)이다. 출처에 따르면, 이 단일 공식은 약 1 kg/cm²(14–15 psi) 미만의 압력 강하에 적용되도록 고안되었으며, 더 길거나 압력 강하가 큰 배관은 여러 구간으로 나누고, 각 구간의 끝 압력을 다음 구간의 시작 압력으로 사용하도록 권장하고 있습니다. 이 계산기는 100개의 균등한 구간으로 자동 분할하므로, 큰 낙하 차가 발생하는 경우도 출처에서 설명한 방식대로 처리됩니다. 자세한 내용은 Engineering ToolBox의 압축 공기 압력 강하 페이지.
이 공식은 압축 공기 배관에 대한 일반적인 경험적 관계식일 뿐, 특정 배관의 측정값이 아닙니다. 피팅, 밸브 및 급격한 굴곡은 배관 자체에 더해 손실을 유발하며, 온도는 입력값에 포함되지 않습니다. 이 결과를 바탕으로 배관 규격을 결정하고 여러 옵션을 비교해 보십시오. 중요한 회로의 경우, 배관 레이아웃을 당사로 보내주시면 데이터 시트의 값과 대조하여 확인해 드리겠습니다.
결과 해석
속도
오크 리지(Oak Ridge)의 압축 공기 배관 지침에 따르면, 주 배관(헤더)의 경우 약 20 ft/s (6 m/s), 분지 배관의 경우 30 ft/s (9 m/s)를 초과하지 않아야 하며, 라인 드롭 및 공급 라인의 상한은 50 ft/s (15 m/s)입니다. 이 수치는 공장 배관을 기준으로 작성된 것입니다. 단일 실린더나 공구에 연결되는 짧은 튜브의 경우 이 기준보다 높은 유속을 허용할 수 있으며, 지속적인 고유량 배관 구간에서는 더 큰 내경을 선택해야 합니다.
압력 강하
내경이 작을수록 배관이 길어질 때보다 훨씬 더 큰 압력이 필요합니다. 공식에 따르면, 압력 강하는 유량의 1.85제곱에 비례하여 증가하고, 내경의 5제곱에 비례하여 감소하며, 길이에 비례하여만 증가합니다. 내경이 4mm에서 6mm로 늘어나면 동일한 유량에서 압력 강하가 약 87% 감소하는데, 이는 (4/6)5 약 0.13입니다. 선택하기 전에 동일한 압력과 유량 조건에서 크기를 비교해 보십시오.
튜브 선택하기
사이즈 목록에 기재된 내경은 당사의 PA6, PA12 및 PU 데이터 시트에 명시된 값입니다. 다른 등급의 경우 데이터 시트에 기재된 내경을 입력하십시오. 작동 압력, 온도 및 굽힘 반경은 별도로 확인해야 합니다. 자세한 내용은 튜브 사이즈 표 각 사이즈마다 정격 압력과 함께 기재되어 있습니다.
- PA6 나일론 튜브: 대부분의 규격에서 해당 제품군 중 가장 높은 압력 등급을 자랑합니다.
- PA12 나일론 튜브: 습한 환경에서 치수가 안정적입니다.
- 폴리에테르계 폴리우레탄 튜브: 습기가 많거나 세척이 필요한 라인용 유연 폴리우레탄.
- PU 우레탄 튜브: 이동식 기계에 적용되는 가장 작은 굽힘 반경.
psi를 cfm으로 변환해 주실 수 있나요?
아니요. 압력(psi 또는 bar)과 유량(cfm 또는 L/min)은 서로 다른 물리량이기 때문에, 이 둘 사이에는 직접적인 환산 관계가 없습니다. 배관을 통해 흐르는 유량은 배관 양쪽의 압력 차, 배관 내경과 길이, 그리고 회로 내의 저항에 따라 달라집니다. 이것이 바로 이 계산기가 네 가지 입력값을 모두 요구하는 이유입니다. 같은 종류의 단위를 변환하려면 다음을 사용하십시오. 튜브 단위 변환기: 1 cfm = 28.3168 L/min이며, 1 bar = 14.5038 psi입니다.
자주 묻는 질문
자유 공기 유량(FAD, SCFM)이란 무엇인가요?
이는 압축 전 대기 조건에서 측정된 공기 부피를 의미합니다. 압축기 출력과 공압 공구의 소비량은 일반적으로 이 방식으로 표기되므로, 소비량을 ‘자유 공기’ 단위로 입력하십시오. 배관 내부에서는 동일한 질량의 공기가 더 작은 부피를 차지하게 되며, 계산기는 속도를 계산할 때 이 점을 고려합니다.
배관 라인에서 허용되는 압력 강하 범위는 어느 정도인가요?
Engineering ToolBox 페이지에서는 약 1 kg/cm² (14–15 psi)를 초과하는 압력 강하를 단순 공식의 적용 범위를 벗어난 것으로 간주합니다. 해당 기계의 상한 한계는 라인 끝단에서 공구 또는 실린더에 필요한 압력이므로, 이 요구 사항을 기준으로 공급 압력과 허용 압력 강하를 설정하십시오.
결과에 피팅과 밸브가 포함되어 있나요?
아닙니다. 이 계산은 직선 배관만을 대상으로 합니다. 푸시인 피팅, 밸브, 필터, 굽힘부 등은 각각 유동 저항을 증가시키므로, 배관에 이러한 부품이 여러 개 포함된 경우에는 여유치를 두어야 합니다.
PA6, PA12, PU 이외의 튜브 제작에도 이 제품을 사용할 수 있나요?
네. ‘사용자 지정’을 선택하거나 내경을 밀리미터 단위로 직접 입력하세요. 계산은 튜브 재질이 아닌 내경에 따라 달라집니다.
관련 페이지
- 튜브 사이즈 표: 각 규격별 외경, 내경, 두께 및 작동 압력.
- 튜브 단위 변환기: 바, psi, 밀리미터, 인치.
- 공압 튜빙 가이드: 공기 배관의 재질 및 규격 선정.
- 데이터 시트: 표기된 정격값.
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